Влияние операции по снижению веса на стволовые клетки.

Эскалация пандемий ожирения и сахарного диабета 2 типа (СД2) является одним из самых разрушительных кризисов в области здравоохранения во всем мире. Распространенность ожирения (индекс массы тела (ИМТ) > 30 кг/м^2) составляет почти 1 миллиард человек во всем мире и, по оценкам Центра контроля заболеваний, составляет 37,7 процента взрослого населения США. По оценкам Международной диабетической федерации, более 400 миллионов человек во всем мире страдают СД2, и ожидается, что к 2040 году это число увеличится до более чем 600 миллионов. Диета, физические упражнения и лекарства, такие как метформин, уже давно являются краеугольным камнем терапии СД2. К сожалению, долгосрочный успех в контроле СД2 остается разочаровывающим, и даже с новыми препаратами, такими как аналоги глюкагоноподобного пептида-1 (ГПП-1) (лираглутид) и ингибиторы натрий-глюкозного котранспортера 2 (SGLT2) (глифлозины ), адекватный гликемический контроль остается недостижимым. В конечном итоге у пациентов с СД2 разовьются тяжелые сердечно-сосудистые осложнения, такие как заболевание периферических артерий, сердечный приступ и инсульт. Из-за демографического старения населения и нехватки лечебных методов лечения в этой области распространенность и экономическое бремя ожирения и СД2 растут. В настоящее время расходы на медицинскую помощь при заболеваниях, связанных с ожирением, в США оцениваются в 147–185 миллиардов долларов в год. Поэтому постоянно ведутся поиски лечебных методов борьбы с ожирением и СД2.

Бариатрическая хирургия все чаще признается одним из наиболее эффективных вмешательств, помогающих пациентам добиться значительной и устойчивой потери веса и улучшения метаболического здоровья. Постоянная потеря массы тела на 20–25 процентов (35–45 кг) характерна для пациентов, перенесших желудочное шунтирование по Ру (RYGB) или гастрэктомию с вертикальным рукавом (VSG), по сравнению с менее чем 5 процентами у лучших нехирургических пациентов с медикаментозной терапией. . Механизмы потери веса после бариатрической хирургии многофакторны и включают изменения в потреблении пищи, чувство насыщения, изменения гормонов кишечника и адаптацию желчных кислот. Такая резкая потеря веса также связана с улучшением состояния при хронических воспалительных заболеваниях, включая атеросклероз и СД2. Действительно, бариатрическая хирургия приводит к улучшению гликемического контроля и потенциальной ремиссии СД2. В недавних исследованиях независимо сообщалось о значительном снижении уровня глюкозы в крови натощак и гликированного гемоглобина (HbA1C) у >80% пациентов, перенесших бариатрическую операцию. Улучшение СД2 обычно происходит в течение нескольких дней или недель после операции, даже до того, как наблюдается значительная потеря веса. Наконец, неблагоприятные сердечно-сосудистые события, обычно связанные с ожирением и СД2, были снижены после бариатрической хирургии по сравнению с традиционными методами лечения. Несмотря на эти феноменальные успехи, механизмы, управляющие реверсией диабета после бариатрической хирургии, остаются в значительной степени неизвестными.

Ожирение, образование атеросклеротических бляшек и развитие СД2 связаны с усилением воспаления. Ожирение связано с увеличением количества воспалительных иммунных клеток (макрофагов М1), которые присутствуют во время ремоделирования жировой ткани. Функциональной оппозицией усиленному иммунитету является репаративная роль тканеспецифических стволовых клеток. Центральное место во всех регенеративных процессах занимают стволовые клетки, которые можно найти в каждой ткани организма со способностью к самообновлению и генерации новых типов клеток, способствующих поддержанию или восстановлению тканей. В этом качестве стволовые клетки можно считать «дирижерами оркестра», которые координируют бесчисленное множество клеток и сигналов, участвующих в регенеративной реакции. Однако при хронических заболеваниях, таких как СД2, непрекращающееся воспаление и окислительное повреждение приводят к истощению и дисфункции стволовых клеток, а тяжесть повреждения подавляет способность реагировать. Например, жировая ткань содержит гетерогенную смесь стволовых клеток и клеток-предшественников, которые, вероятно, поражены воспалением, связанным с ожирением. Точно так же циркулирующие гемопоэтические и эндотелиальные клетки-предшественники, участвующие в поддержании и восстановлении кровеносных сосудов, демонстрируют аберрантные секреторные и сосудообразующие функции, на которые негативно влияет хроническая гиперлипидемия и гипергликемия. Эта концепция, называемая «истощением стволовых клеток», получает все большее признание при хронических заболеваниях, поскольку количество циркулирующих стволовых клеток и клеток-предшественников и/или регенеративная функция изменяются воспалительной средой у пациентов с ожирением/СД2.

Что остается неясным, так это то, можно ли восстановить уменьшенное количество циркулирующих стволовых клеток или аберрантную регенеративную функцию после бариатрической хирургии. Исследователи недавно разработали новые методологии для оценки воспалительного статуса (состояние макрофагов M1 / ​​M2), а также содержания и функции циркулирующих клеток-предшественников путем проведения подробных проточных цитометрических анализов с использованием альдегиддегидрогеназы (ALDH, фермента детоксикации и сохраненной функции стволовых клеток) в сочетании с клеточным анализом. анализ поверхностных маркеров. Примечательно, что исследователи показали, что содержание циркулирующих клеток-предшественников и содержание воспалительных макрофагов М1 повышены у пациентов с СД2 по сравнению со здоровыми людьми того же возраста. Впервые можно оценить эффективность бариатрической хирургии на клеточном уровне и изучить регенеративные функции стволовых клеток, влияющие на ожирение и СД2. Выяснение состояния стволовых клеток после бариатрической хирургии даст представление о вероятности рецидива СД2 или возврата к состоянию ожирения и обеспечит потенциальный механизм улучшения сердечно-сосудистого здоровья. Это исследование сможет установить взаимосвязь между реверсированием ожирения, СД2 и неблагоприятных сердечно-сосудистых событий с восстановлением регенеративных стволовых клеток, связанных с противовоспалительной и проангиогенной функцией.

Исследователи предполагают, что бариатрическая хирургия увеличит количество циркулирующих проваскулярных клеток-предшественников и уменьшит системное воспаление за счет восстановления баланса макрофагов M1/M2.